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KR102630850B1 - 친환경 병뚜껑 및 그 제조방법 - Google Patents

친환경 병뚜껑 및 그 제조방법 Download PDF

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KR102630850B1
KR102630850B1 KR1020230036467A KR20230036467A KR102630850B1 KR 102630850 B1 KR102630850 B1 KR 102630850B1 KR 1020230036467 A KR1020230036467 A KR 1020230036467A KR 20230036467 A KR20230036467 A KR 20230036467A KR 102630850 B1 KR102630850 B1 KR 102630850B1
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KR
South Korea
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bottle
neck
lid body
neck ring
bottle cap
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KR1020230036467A
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최창열
Original Assignee
주식회사 선연
최은지
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Abstract

병목의 외주면 상부에 수나사산이 형성되고 병목의 링부와 수나사산의 하단 상에 환형 걸림턱이 형성된 병 용기의 병목에 결합되는 병뚜껑이 개시된다. 개시된 병뚜껑은, 상기 병목의 수나사산에 나사 결합되는 암나사산이 형성된 뚜껑 본체; 및 상기 뚜껑 본체의 하단에 조립되거나 또는 톱니형 연결부에 의해 연결되며, 상기 환형 걸림턱에 걸리는 걸림부가 내부면에 형성되어, 상기 뚜껑 본체가 나사식으로 돌려져 상기 병목으로부터 분리될 때, 상기 병목에 유지되는 네크 링을 포함하며, 상기 네크 링은 상기 병 용기와 같은 플라스틱 재료로 형성되고 상기 뚜껑 본체와는 다른 플라스틱 재료로 형성된다.

Description

친환경 병뚜껑 및 그 제조방법{Eco-friendly bottle cap and its manufacturing method}
본 발명은 친환경 병뚜껑에 관한 것으로서, 더 상세하게는, 이종 재료로 제작된 플라스틱 병뚜껑에 관한 것이다.
일반적으로 병목과 병 본체로 이루어진 플라스틱 병 용기는 병목에 체결되는 병뚜껑에 의해 입구가 막힌 상태로 생산, 유통 및 판매된다. 병뚜껑의 내주면에 형성된 암나사산과 병목의 외주면에 형성된 수나사산에 의해, 병뚜껑은 병목에 나사 체결된다. 그리고, 병뚜껑을 원래의 체결 방향과 반대 방향으로 회전시켜 상승시킴으로써, 병뚜껑을 병 용기에서 분리시킬 수 있다. 최근에는 최종 생산 제품의 병뚜껑을 소비자가 처음 여는 것을 확인할 수 있도록 하기 위해, 병뚜껑 분리 후 병목에 그래도 남아 있는 네크 링(neck ring)과 병목으로부터 분리되는 뚜껑 본체가 일체로 이루어진 병뚜껑이 많이 이용된다. 이러한 병뚜껑은 생산, 유통, 판매 과정에서 네크 링과 뚜껑 본체가 일체로 연결된 상태로 존재한다.
한편, 플라스틱 병뚜껑은 병 용기와는 플라스틱 재료로 제작되므로, 재활용을 위해서는, 병뚜껑과 병 용기를 따로 분리하여야 한다. 그런데, 병뚜껑을 분리하더라도, 네크 링이 병 용기의 병목에 그대로 남아 있으므로, 재활용을 위해서는, 병뚜껑의 일부인 네크 링을 병목에서 분리하는 작업이 요구되는데, 이 작업이 매우 번거롭고 비경제적이라는 문제점이 있다.
이에 대하여, 병뚜껑의 일부인 뚜껑 본체를 분리한 후에, 네크 링을 병목에서 따로 쉽게 분리할 수 있도록 하기 위한 여러 기술들이 제안된 바 있다. 그러나, 종래기술들은 네크 링 분리 작업이 추가로 수행되어야 하는 불편함과 번거로움이 여전하였다.
실용신안공개 20-2015-0001931(공개일자 2015년 05월 20일)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 네크 링을 병목으로부터 분리하지 않고도 네크 링을 병 용기와 함께 재활용 처리할 수 있도록 해주는 친환경 병뚜껑을 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 병목의 외주면 상부에 수나사산이 형성되고 병목의 링부와 수나사산의 하단 상에 환형 걸림턱이 형성된 병 용기의 병목에 결합되는 친환경 병뚜껑이 제공되며, 본 발명에 따른 친환경 병뚜껑은 상기 병목의 수나사산에 나사 결합되는 암나사산이 형성된 뚜껑 본체; 및 상기 뚜껑 본체의 하단에 조립되거나 또는 톱니형 연결부에 의해 연결되며, 상기 환형 걸림턱에 걸리는 걸림부가 내부면에 형성되어, 상기 뚜껑 본체가 나사식으로 돌려져 상기 병목으로부터 분리될 때, 상기 병목에 유지되는 네크 링을 포함하며, 상기 네크 링은 상기 병 용기와 같은 플라스틱 재료로 형성되고 상기 뚜껑 본체와는 다른 플라스틱 재료로 형성되다.
본 발명의 일 측면에 따른 친환경 병뚜껑 제조방법은, 상기 뚜껑 본체의 재료와 상기 네크 링의 재료가 다르도록 그리고 상기 네크 링의 재료와 상기 병 용기의 재료가 같도록, 상기 뚜껑 본체와 상기 네크 링의 재료를 선택하는 단계와, 선택된 각 재료를 이용하여 상기 뚜껑 본체와 상기 네크 링을 각각 개별적으로 그리고 상호 조립 형상을 포함하도록 성형하는 단계와, 상기 상호 조립 형상을 이용하여 상기 뚜껑 본체와 상기 네크 링을 조립하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 친환경 병뚜껑 제조방법은 상기 뚜껑 본체의 재료와 상기 네크 링의 재료가 다르도록 그리고 상기 네크 링의 재료와 상기 병 용기의 재료가 같도록, 상기 뚜껑 본체와 상기 네크 링의 재료를 선택하는 단계와, 상기 병 용기의 재료와 다른 재료로 선택된 플라스틱 재료를 제1 금형에 주입한 후 냉각하여 상기 뚜껑 본체를 성형하는 단계와, 성형된 상기 뚜껑 본체를 제2 금형에 넣고 상기 제2 금형에 상기 병 용기의 재료와 같은 재료로 선택된 플라스틱 재료를 주입한 후 냉각하여 상기 네크 링을 톱니형 연결부에 의해 상기 뚜껑 본체와 연결되도록 성형하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 병뚜껑은, 뚜껑 본체 분리 후에도 병목에 유지되는 네크 링이 병 용기와 같은 재료로 이루어짐으로써, 네크 링을 병목으로부터 분리하지 않고도, 네크 링과 병 용기를 함께 재활용 처리할 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 병뚜껑을 나타낸 사시도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 병뚜껑을 나타낸 분해사시도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 병뚜껑을 병 용기와 결합한 상태로 도시한 단면도이고,
도 4는 병 용기로부터 병뚜껑의 뚜껑 본체가 분리된 상태를 도시한 단면도이고,
도 5는 도 1 내지 도 4에 도시된 병뚜껑 제조방법을 설명하기 위한 순서도이고,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 병뚜껑을 도시한 정면도이고,
도 7은 도 6에 나타낸 병뚜껑을 도시한 단면도이며,
도 8은 도 6 및 도 7에 도시된 병뚜껑 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들은 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 본 발명의 기술적 사상과 관계없는 부분의 설명은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 병뚜껑을 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 병뚜껑을 나타낸 분해사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 병뚜껑을 병 용기와 결합한 상태로 도시한 단면도이고, 도 4는 병 용기로부터 병뚜껑의 뚜껑 본체가 분리된 상태를 도시한 단면도이며, 도 5는 도 1 내지 도 4에 도시된 병뚜껑 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 병은 병목(2)을 포함하며, 상기 병목(2)에는 병뚜껑(1)이 나사식으로 분리될 수 있도록 결합되어 있다. 본 실시예에서, 병은 예컨대, PET 소재로 이루어진다.
병목(2)은 링부(21)를 포함하며. 상기 링부(21)에 의해 병 용기의 병 본체와 구분될 수 있다. 병목(2)의 외주면 상부에는 수나사산(22)이 형성되며, 상기 수나사산(22)의 하단과 상기 링부(21) 사이에는 환형 걸림턱(23)이 형성된다.
상기 환형 걸림턱(23)은, 상기 병목(2)의 외주면에 형성되되, 상기 링부(21)보다 약간 작은 외경으로 형성된다. 병뚜껑(1)의 가압에 의한 병목(2)으로의 원활할 강제 삽입을 위해, 상기 환형 걸림턱(23)은 상부에 경사면을 포함하는 것이 바람직하다. 이하 설명되는 병뚜껑(1)의 네크 링(200)의 내주면에는 걸림부(230)가 형성되는데, 이 걸림부(230)가 상기 환형 걸림턱(23)에 걸려 상기 네크 링(200)은 병목(2)에서 분리됨 없이 유지될 수 있다.
전술한 것과 같은 병목(2)의 구조는 거의 표준화된 형태로 채택되고 있다. 따라서, 본 실시예에 따라 제공되는 병뚜껑(1)은, 설계 변경 없이도, 현재 생산되는 병 용기들, 특히, PET 병 용기들 대부분에 적용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 병뚜껑(1)은 서로 다른 재료에 의해 형성된 뚜껑 본체(100)와 네크 링(200)을 포함한다. 상기 뚜껑 본체(100)와 상기 네크 링(200)은 각각 별도로 형성되어, 병 용기의 병목(2)에 결합되기 전에 서로 조립된다. 상기 뚜껑 본체(100)는 예컨대 PE 재료로 형성될 수 있고, 상기 네크 링(200)은 병 용기와 같은 재료인 PET 재료로 형성된다. 상기 네크 링(200)과 상기 병 용기는 모두 투명 PET 재료인 것이 바람직하다.
상기 뚜껑 본체(100)의 하단에 리세스(102)가 형성되며, 상기 네크 링(200)의 상단에는 상기 리세스(102)에 스냅핏 방식으로 끼워져 조립되는 삽입부(202)가 형성된다.
리세스와 삽입부를 포함하는 상호 조립 형상 대신에 다른 상호 조립 형상을 이용할 수 있다.
이하 설명되는 바와 같이, 상기 뚜껑 본체(100)와 상기 네크 링(200)은 모두 사출 성형에 의해 형성될 수 있다.
상기 뚜껑 본체(100)는, 상단이 막혀 있고 하단이 개방된 구조로 이루어진 것으로서, 내주면에는 상기 병목(2)의 수나사산(22)에 상응하는 암나사산(120)이 형성된다. 위에서 언급한 바와 같이, 환형 걸림턱(23)을 기준으로 병목(2)의 외주면 상부에 수나사산(22)이 형성되므로, 상기 뚜껑 본체(100)는 환형 걸림턱(23)을 기준으로 상기 병목(2)의 상부에 나사 체결된다.
또한, 상기 네크 링(200)은, 상기 체결 상태에서, 상기 환형 걸림턱(23)을 기준으로 상기 병목(2)의 하부에 끼워지도록 구성된 것으로서, 내주면에 상기 환형 걸림턱(23) 아래에 위치하고 병뚜껑(1) 분리를 위해 병뚜껑(1)의 뚜껑 본체(100)가 나사 이송되어 상승할 때 환형 걸림턱(23)에 걸리는 걸림부(230)가 내부면 중간 높이에 형성된다.
병뚜껑(1)을 후퇴시키는 방향으로 회전시키면, 뚜껑 본체(200)는 자신의 암나사부(120)와 병목(2)의 수나사부(22)의 상호 작용에 상측으로 상승하면서 후퇴하지만, 네크 링(200)은 걸림부(230)가 환경 걸림턱(23)에 걸리므로 병목에서 분리되지 않고 그대로 유지된다. 병 용기와 네크 링(200)은 동일 컬러, 동일 재료로 이루어지므로, 바람직하게는, 투명 PET 재료로 이루어지므로, 함께 재활용될 수 있다.
이제 도 1 내지 도 3과 도 4를 함께 참조하여 전술한 친환경 병뚜껑의 제조방법을 설명한다.
도 1 내지 도 3과 도 4를 함께 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 병뚜껑 제조방법은 재료 선택 단계(S11)와, 성형 단계(S12)와, 다듬질 단계(S13)와, 조립 단계(S14)를 포함하며, 제조된 병뚜껑(1)은 뚜껑 본체(100)와 네크 링(200)이 서로 조립된 상태로 병 용기의 병목(2) 상단에 가압되어 조립된다.
상기 재료 선택 단계(S11)는 뚜껑 본체(100)와 네크 링의 재료(200)가 다르도록 그리고 네크 링(200)의 재료와 병 용기의 재료가 같도록, 뚜껑 본체(100)와 네크 링(200)의 재료를 선택한다. 본 실시예에서, 네크 링(200)의 재료로는 PET 병 용기와 동일한 투명 PET가 선택되고, 뚜껑 본체(100)의 재료는 유색 PE 재료라 선택된다. 성형 단계(S13)는 선택된 재료를 이용하여 뚜껑 본체(100)와 네크 링(200)을 각각 개별적으로 사출 성형한다. 뚜껑 본체(100)는 하단에 리세스(102)를 구비하도록 성형되고, 네크 링(200)은 리세스(102)에 끼워져 조립되는 삽입부(202)를 구비하도록 성형된다. 리세스(102)와 삽입부(202)는 스냅핏 방식으로 꼭 맞게 고정될 수 있도록 형성된다. 성형 단계에서, 사출 성형된 뚜껑 본체(100)와 네크 링(200)은 각각의 금형 내에서 성형된 후 냉각되어 굳어진다. 다듬질 단계(S13)는 뚜껑 본체(100)와 네크 링(200) 각각을 각 해당 금형으로부터 분리하고 여분의 플라스틱을 다듬는 것을 포함한다. 상기 조립 단계(S14)는 성형 후 다듬질 된 네크 링(200)의 삽입부(202)를 성형 후 다듬질 된 뚜껑 본체(100)의 리세스(102)에 스냅핏 방식으로 꼭 맞게 삽입하여 조립하는 것을 포함한다. 스냅핏 방식으로 결합된 네크 링(220)과 뚜껑 본체(100)는 충분히 강한 결합력을 갖는 것이 바람직하며, 이러한 경우, 뚜껑 본체(100)를 병목(2)의 수나사부에 대하여 돌려 분리하기 전까지는, 뚜껑 본체(100)와 네크 링(200)이 잘 분리되지 않고 단단하게 결합되어 있을 수 있다. 뚜껑 본체에 형성된 리세스와 리세스의 삽입되는 네크 링의 삽입부를 포함하는 조립 형상 대신에 다른 조립 형상이 이용될 수도 있다.
위와 같이 제작된 병뚜껑(1)은 하단에 리세스(102)가 있는 뚜껑 본체(100)와 상단에 상기 리세스(102)에 꼭 맞는 삽입부(202)가 있는 네크 링(200)으로 구성되며, 병뚜껑(1)으로 병 용기(2)를 닫으면, 네크 링(200)이 뚜껑 본체(100)에 단단히 부착되어 병 밖으로 액체가 새는 것을 방지하는 밀봉을 만들고, 뚜껑 본체(100)가 병목(2)의 수나사부를 따라 돌려져 후퇴 후 분리되면, 네크 링(200)과 병 용기만이 남게 되며, 이와 같은 네크 링(200)과 병 용기는 동일 PE 재료로 형성되므로 서로 분리하지 않고도 재활용 처리가 가능한 상태가 된다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 친환경 병뚜껑을 설명하기 위한 정면도이고, 도 7은 도 6에 도시된 친환경 병뚜껑을 도시한 단면도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면 본 실시예의 병뚜껑(1)은, 앞선 실시예와 마찬가지로, 서로 다른 재료에 의해 형성된 뚜껑 본체(100)와 네크 링(200)을 포함한다. 상기 뚜껑 본체(100)와 상기 네크 링(200)은 서로 다른 재료로 형성된 채 분리되면 절취라인을 형성하는 톱니형 연결부(T)에 의해 연결된다. 상기 뚜껑 본체(100)는 예컨대 PE 재료로 형성될 수 있고, 상기 네크 링(200)은 병 용기와 같은 재료인 PET 재료로 형성된다. 상기 톱니형 연결부(T)는 오버몰딩 또는 이중사출에 의해 형성될 수 있는 것으로서, 뚜껑 본체(100)와 같은 PE 재료로 이루어지거나 또는 상기 네크 링(200)과 같은 PET 재료로 이루어진다. 상기 뚜껑 본체(100)는, 상단이 막혀 있고 하단이 개방된 구조로 이루어진 것으로서, 내주면에는 상기 병목의 수나사산에 상응하는 암나사산(120)이 형성된다. 위에서 언급한 바와 같이, 환형 걸림턱을 기준으로 병목의 외주면 상부에 수나사산이 형성되므로, 상기 뚜껑 본체(100)는 환형 걸림턱을 기준으로 상기 병목의 상부에 나사 체결된다. 또한, 상기 네크 링(200)은, 상기 체결 상태에서, 상기 환형 걸림턱을 기준으로 상기 병목의 하부에 끼워지도록 구성된 것으로서, 내주면에 상기 환형 걸림턱 아래에 위치하고 병뚜껑(1) 분리를 위해 병뚜껑(1)이 나사 이송되어 상승할 때 환형 걸림턱에 걸리는 걸림부(230)가 내부면 중간 높이에 형성된다.
병뚜껑(1)을 후퇴시키는 방향으로 회전시키면, 뚜껑 본체(100)는 자신의 암나사부와 병목의 수나사부의 상호 작용에 상측으로 후퇴하고, 네크 링(200)은 걸림부(230)가 환경 걸림턱에 걸리므로 병목에서 분리되지 않고 그대로 유지되며, 절취라인을 형성하는 톱니형 연결부(T)는 끊어진다. 앞선 실시예와 마찬가지로, 병 용기와 네크 링은 동일 컬러, 동일 재료로 이루어지므로, 바람직하게는, 투명 PET 재료로 이루어지므로, 함께 재활용될 수 있다.
이제 도 6 내지 도 8을 함께 참조하여 전술한 친환경 병뚜껑의 제조방법을 설명한다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 병뚜껑 제조방법은 재료 선택 단계(S21)와, 주 성형 단계(S22)와, 제1 다듬질 단계(S23)와, 오버 몰딩 성형 단계(S24)와, 제2 다듬질 단계(S25)를 포함한다.
상기 재료 선택 단계(S21)는 뚜껑 본체(100)와 네크 링(200)의 재료가 다르도록 그리고 네크 링(200)의 재료와 병 용기의 재료가 같도록, 뚜껑 본체(100)와 네크 링(200)의 재료를 선택한다. 본 실시예에서, 네크 링(200)의 재료로는 PET 병 용기와 동일한 투명 PET가 선택되고, 뚜껑 본체(100)의 재료는 유색 PE 재료라 선택된다. 주 성형 단계(S22)는 PE 플라스틱 재료를 제1 금형에 주입하여 뚜껑 본체(100)를 사출성형으로 성형한다. 이 단계에 있어서는, 플라스틱 PE 펠릿을 녹이고 용융된 PE 플라스틱 재료를 제1 금형에 주입하여 원하는 모양을 형성하는 과정이 포함된다. 제1 다듬질 단계(S23)는 성형된 뚜껑 본체(100)를 제1 금형에서 분리하고 여분의 플라스틱을 다듬는 것을 포함한다. 오버몰딩 성형 단계(S24)는 달리 말해 이중 사출 성형일 수 있는 단계로, 뚜껑 본체(100)를 제2 금형에 넣고 뚜껑 본체(100) 주위에 네크 링(200) 형성을 위한 투명 PET 플라스틱 재료를 주입하여, 뚜껑 본체(100)와 일체를 이루는 네크 링(200)을 형성한다. 뚜껑 본체(100)와 네크 링(200) 사이는 제2 금형의 형상에 의해 형성된 톱니형 연결부(T)에 의해 연결된다. 제2 다듬질 단계(S25)는 제2 금형에서 뚜껑 본체(100)와 네크 링(200) 일체형의 병뚜껑(1)을 분리한 우 여분의 플라스틱을 다듬고 다듬어 완제품을 만드는 것을 포함한다.
본 발명은 전술한 실시예들에 의해 제한되지 않고 다양하게 변형되어 실시될 수 있다.
1: 병뚜껑 2: 병목
21: 링부 22: 수나사산
23: 환형 걸림턱 100: 뚜껑 본체
120: 암나사산 200: 네크 링
230: 걸림부

Claims (3)

  1. 병목의 외주면 상부에 수나사산이 형성되고 병목의 링부와 수나사산의 하단 상에 환형 걸림턱이 형성된 병 용기의 병목에 결합되는 병뚜껑에 있어서,
    상기 병목의 수나사산에 나사 결합되는 암나사산이 형성된 뚜껑 본체; 및
    상기 뚜껑 본체의 하단에 연결되며, 상기 환형 걸림턱에 걸리는 걸림부가 내부면에 형성되어, 상기 뚜껑 본체가 나사식으로 돌려져 상기 병목으로부터 분리될 때, 상기 병목에 유지되는 네크 링을 포함하며,
    상기 뚜껑 본체와 상기 네크 링 사이에는 상기 네크 링의 상단이 상기 뚜껑 본체의 하단에 형성된 리세스에 삽입되어 감싸진 형태의 결합 구조가 형성되며,
    상기 네크 링의 재료는 상기 뚜껑 본체의 재료와는 다르고,
    상기 네크 링과 상기 병 용기는 동일한 PET 재료로 형성된 것을 특징으로 하는 친환경 병뚜껑.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 뚜껑 본체는 PE 재료로 형성된 것을 특징으로 하는 친환경 병뚜껑.
  3. 친환경 병뚜껑을 제조하는 방법으로서,
    네크 링의 재료를 병 용기의 재료와 같은 PET 재료로 선택하고, 뚜껑 본체의 재료를 상기 병 용기 및 상기 네크 링의 재료와 다른 재료로 선택하는 단계;
    상기 병 용기 및 상기 네크 링의 재료와 다른 재료로 선택된 플라스틱 재료를 제1 금형에 주입한 후 냉각하여 상기 뚜껑 본체를 성형하는 단계와,
    제2 금형에 PET 재료를 주입한 후 냉각하여 상기 네크 링을 성형하는 단계를 포함하며,
    상기 네크 링을 성형하는 단계와 상기 뚜껑 본체를 성형하는 단계 중 하나는 이중사출성형을 포함하며, 상기 이중사출성형에 의해 상기 네크 링과 상기 뚜껑 본체가 연결된 상태로 성형되는 것을 특징으로 하는 친환경 병뚜껑 제조 방법.


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